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本文综述细胞 - based 人工血小板生产 30 年进展，聚焦从 CD34 + 造血干细胞（HSCs）、胚胎干细胞（ESCs）、诱导多能干细胞（iPSCs）等来源体外生成血小板的历程，探讨基因编辑、3D 培养等技术，展望临床转化挑战与前景。
基于细胞的人工血小板生产研究在血液学、再生医学和生物工程领域备受关注。血小板由骨髓中的巨核细胞（MK）产生，在止血和预防过度出血中起关键作用。血小板减少症患者常需血小板输注，但血小板 5 天的短保质期及免疫反应、感染风险等问题，促使稳定血小板来源的新方法开发成为必需。
细胞来源与应用趋势演变
巨核细胞源自多能造血干细胞（HSCs）向巨核细胞 - 红系祖细胞（MEPs）的层级造血过程，可通过生长因子、细胞因子和基因操作从多种细胞来源获得。1990-2023 年的 41 项相关研究中，46% 使用 CD34+ HSCs，26% 使用 iPSCs，16% 使用 ESCs，5% 分别使用脂肪来源细胞和成纤维细胞。
- CD34+ HSCs：自 20 世纪 90 年代起常用，易于从外周血、骨髓和脐带血获取。
- ESCs：2000 年代初开始应用，可在特定培养条件下分化为包括巨核细胞在内的多种细胞类型。
- iPSCs：2006 年 iPSC 技术问世后，2010 年代成为研究重点，可从患者自体体细胞生成，规避伦理争议，提供个性化和免疫相容的血小板产品。
不同时期的研究进展
早期阶段与基础研究（1990 年代）
20 世纪 90 年代是基于细胞的人工血小板研究的开端，主要集中于从外周血 CD34+ HSCs 诱导巨核细胞的方法学探索。研究聚焦于理解正常血小板生成并在体外复制该过程，包括在培养基中使用人血清，通过检测糖蛋白（GP）IIb/IIIa 或 GP Ib/IX/V 的表达或多倍体细胞的存在来评估分化情况，测试了多种生长因子和细胞因子（白细胞介素（IL）-3、IL-6、干细胞因子（SCF）和血小板生成素（TPO））对巨核细胞和血小板生成的影响，同时也探索了无血清培养条件。
基于 HSC 研究的扩展（2000 年代至 2010 年代）
2000 年代初起，研究扩展至使用 CD34+ HSCs、胚胎干细胞（ESCs）和脂肪来源前体细胞进行巨核细胞分化和血小板生产。
- CD34+ HSCs 研究：TPO 对巨核细胞增殖和成熟的影响、不同细胞因子组合（如 TPO + IL-6 + IL-1β + SCF）对血小板产量的提升、培养温度调节（如 39°C）对血小板输出的促进等研究取得进展。
- ESCs 研究：首次利用 OP9 基质共培养系统及 TPO、IL-6、IL-11 等细胞因子从鼠 ESCs 生成大量巨核细胞，随后 hESCs 在 TPO 作用下也可生成巨核细胞和血小板，还通过慢病毒转导稳定过表达整合素亚基基因（如 αIIbβ3）来研究巨核细胞生物学和血小板功能。
- 其他细胞来源研究：开发了利用 UT-7/TPO 巨核细胞样细胞和 CD34+ CD38^lo 细胞生成血小板样碎片的方法，以及从皮下脂肪组织的脂肪前体细胞和骨髓 CD34 + 细胞培养生成巨核细胞和血小板的方法。
iPSCs 的兴起（2010 年代初）
2010 年代初，iPSC 技术成为人工血小板研究的革命性催化剂。研究表明造血祖细胞可经操作产生功能性 HLA I 类缺陷血小板，为避免同种免疫并发症开辟新途径。通过基因修饰 iPSC 系（如 OCT3/4-Kusabira Orange、SOX2-EGFP 等）及使用 c-MYC、BMI1、BCL-XL 等生成增殖性巨核细胞前体（imMKCLs），实现了大规模患者特异性血小板生产的可行性。ESCs 用于血小板生产的研究也日趋成熟，多种细胞因子组合可刺激 hESC 衍生巨核细胞生成，同时无血清和无饲养层培养方案的尝试推动了临床转化。
HLA 通用巨核细胞的开发（2010 年代中期）
在 2010 年 HLA I 类缺陷血小板研究基础上，2010 年代中期研究更侧重于 HLA 通用巨核细胞。通过无血清和无动物成分条件生成主要 HLA I 类分子（A、B、C）零表达的可冷冻保存巨核细胞前体和血小板，利用 shRNA 靶向 β2 - 微球蛋白（β2m）降低 iPSC 衍生巨核细胞 HLA I 类分子表达，这些基因修饰巨核细胞保留多倍体水平，能形成前血小板，对补体或细胞依赖性细胞毒性有较强抵抗力。同时，3D 培养系统促进巨核细胞成熟和血小板产量提升，直接细胞分化策略（如使用转录因子组合）也为血小板生产提供了新方法。
3D 培养与生物反应器技术的应用（2010 年代后期）
2010 年代后期，研究 increasingly 使用 3D 培养方法和生物反应器平台加速大规模血小板生产。旋转细胞培养系统、微流控装置、无血清培养方案等的应用，显著提升了巨核细胞生成和血小板产量，同时实现了高纯度巨核细胞的生产，推动了向临床可用血小板产量的迈进。
血小板治疗的临床应用（2020 年代）
2020 年代，巨核细胞分化和血小板生产的效率与纯度显著提升，临床应用范围扩大。通过基因编辑技术生成避免自然杀伤（NK）细胞激活的 iPSC 衍生血小板，在人源化小鼠中表现良好；CRISPR/Cas9 技术用于创建 HLA I 类通用血小板；开展了自体 iPSC 衍生血小板（iPLATs）的 1 期临床试验，证实安全性，目前异体 iPLATs 临床试验正在进行中。
未来展望
尽管在从多种来源生产功能性血小板方面已取得显著进展，但要实现广泛临床应用，仍需持续创新。下一代基因编辑方法（如碱基编辑和 Prime 编辑）可增强 HLA 通用巨核细胞的创建，同时减少脱靶效应。3D 生物反应器设计、微流控平台和自动化培养系统的进一步改进，对于实现更高产量和降低制造复杂性至关重要。此外，开发经济高效的试剂、标准化方案和强大的质量控制措施，对于确保可扩展性和符合包括细胞治疗 GMP 指南在内的监管标准至关重要。未来研究还应考虑监管和伦理问题，随着个性化医学的发展，将患者特异性 iPSC 系与强大的免疫调节策略相结合，可能为定制血小板治疗铺平道路，最终改变输血医学并改善全球患者预后。
结论
本综述全面回顾了基于人类细胞的人工血小板研究，从早期对外周血祖细胞的探索到涉及 iPSC 和 3D 生物反应器技术的当代创新。在分化方案、基因工程和培养系统方面的稳步进展，显著提高了血小板的产量、功能和临床适用性。先进的基因编辑技术和可扩展的培养平台有望推动这些技术的更广泛临床应用，有望解决血小板供应、输血相关感染和免疫并发症等长期挑战。尽管制造成本、免疫调节和监管复杂性等问题依然存在，但持续的技术创新和令人鼓舞的临床试验数据表明，人工血小板产品的前景广阔。随着该领域的不断发展，基于细胞的血小板生产已成为精准医学的支柱，有望改善全球众多患者的生活质量和生存率。
